Utilisation des lasers Er,Cr:YSGG et Er:YAG en dentisterie

expérience partagée _ dentisterie restauratrice I
_Le laser Er,Cr:YSGG a un noyau actif d'yttrium-
scandium-gallium-grenat dopé avec des ions erbium
et de chrome et émet une énergie laser pulsée à une
longueur d'onde de 2780 nm. Le laser Er:YAG a un
noyau actif d'yttrium-aluminium-grenat dopé avec
des ions erbium et émet une énergie laser pulsée à une
longueur d'onde de 2940 nm. Ces longueurs d'onde
ont une forte absorption dans l'eau, ce qui rend leur
application appropriée lors de l'ablation des tissus
buccaux mous ou des tissus dentaires durs. Cet article
examine les principes d'utilisation des lasers Er:YAG et
Er,Cr:YSGG en dentisterie restauratrice clinique et
passe en revue la littérature concernant les différents
aspects de l'utilisation de l'énergie du laser sur les tis-
sus durs.
_Introduction
En 1989, Keller et Hibst ont illustré le potentiel du
laser Er:YAG (longueur d'onde 2,94 µm) pour l'abla-
tion efficace des tissus dentaires durs.1D'où le déve-
loppement et la commercialisation de lasers de lon-
gueur d'onde mi-infra-rouge, au cours des années
1990. Ces avantages permettaient de traiter avec des
longueurs d'onde laser qui étaient complémentaires
pour cibler des éléments tissulaires, permettant des
taux d'ablation cliniquement significatifs sans causer
de lésions thermiques pulpaires ou collatérales, en
utilisant des niveaux d'énergie appropriés. Les laser
erbium chrome YSGG (2780 nm) et erbium YAG
(2940 nm) ont des longueurs d'onde qui sont bien ab-
sorbées par l'eau et l'hydroxyapatite contenues dans
différentes composantes des tissus durs et sem-
blaient offrir une utilisation sûre dans la préparation
des cavités.2-4 La vaporisation de l'eau interstitielle
fournie par l'Er,Cr:YSGG et l'Er:YAG résulte en une dis-
location explosive des tissus durs ciblés. Ces lon-
gueurs d'onde laser offrent plusieurs avantages pour
la dentisterie restauratrice, y compris la précision,
l'ablation sélective des tissus durs ciblés et des lésions
carieuses, moins de conduction thermique excitant la
pulpe, une réduction des dommages collatéraux qui
pourraient résulter de l'instrumentation rotative
(comme les dommages tactiles et thermiques), et
ainsi de suite.
Cet article examine les principes pour l'utilisation
des Er,Cr:YSGG et Er:YAG en dentisterie restauratrice
clinique et passe en revue la littérature concernant les
différents aspects de l'énergie du laser sur les tissus
durs.
_Considérations de base
L'utilisation d'un laser nécessite l'émission d'une
énergie lumineuse d'une valeur suffisante pour ef-
Utilisation des lasers
Er,Cr:YSGG et Er:YAG
en dentisterie restauratrice
Auteurs _Prof Dr Giuseppe Iaria, Rolando Crippa, Giovanni Olivi, Matteo Iaria, Stefano Benedicenti, Italie
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Fig. 2 Fig. 3Fig. 1

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fectuer la modification des tissus
sans provoquer de dégâts collaté-
raux thermiques indésirables par
conduction de la chaleur en excès
dans les tissus environnants.5
Pour ce faire, il est essentiel d'éta-
blir un taux d'interaction en rap-
port avec un laps de temps qui
rend une telle interaction clini-
quement acceptable en termes de
temps total requis pour chaque procédure.
Le taux et la vitesse de l'ablation des tissus den-
taires durs dépendent de l'énergie laser appropriée, en
plus de la longueur d'onde, de la durée d'impulsion, de
la forme de l'impulsion, du taux de répétition, de la
densité de puissance, du temps de relaxation ther-
mique des tissus, et du mode de livraison.6-8
La vitesse d'ablation est également affectée par la
fluoration du tissu, la présence de produits d'ablation
et l'angle d'incidence de la pointe de livraison par rap-
port à la dent : placer la pointe de livraison parallèle à
l'axe des prismes d'émail, afin d'accéder à la zone in-
terprismatique, la structure à plus forte teneur en eau,
maximise la vitesse de l'ablation. L'ablation est plus ef-
ficace et le transfert de chaleur est minimisé lorsque
la largeur d'impulsion est réduite et les crêtes de puis-
sance augmentent.9-11 De plus, l'utilisation de curettes
affutées pour retirer la carie brute peut réduire l'utili-
sation du laser à un temps acceptable. La profondeur
de l'ablation laser dépend des paramètres utilisés,
principalement de l'énergie utilisée par impulsion et
du nombre d'impulsions envoyées. Pour éviter et pré-
venir les fissures ou des modifications structurelles, la
pointe (si elle existe) ne doit pas toucher la surface, ni
une énergie excessive être appliquée. Lorsque des
fluences relativement élevées sont impliquées, il est
possible que la lumière laser soit absorbée par le mi-
néral, ce qui entraîne l'ablation et/ou la perturbation
du minéral avec une modification structurelle.12-14 De
nombreux facteurs contradictoires interfèrent avec la
valeur de puissance recommandée pour l'ablation des
tissus dentaires durs assistée par laser. Le seuil d'abla-
tion de l'émail humain a été signalé être dans la
gamme de 12-20 joules/cm2, et de 8-14 joules/cm2
pour la dentine, pour les lasers Er:YAG et Er,Cr: YSGG.
Pour une livraison au laser en spots, en utilisant un
mode free-running d'émission pulsée, cela peut cor-
respondre à environ 150 à 250 mJ/impulsion.
Il est recommandé que le clinicien suive les direc-
tives du fabricant dans l'établissement des protocoles
de traitement au laser pour un laser donné, en gardant
à l'esprit les différents paramètres de fonctionnement
de l'air / l'eau / la taille du spot et les pertes de puis-
sance qui peuvent survenir au sein de différents sys-
tèmes de prestation.
_L'utilisation du spray coaxial
L'utilisation d'un jet d'eau avec des lasers infra-
rouge de spectre moyen permet de travailler sur les
tissus durs avec des augmentations thermiques infé-
rieures à 5 ° : il est essentiel d'empêcher les débris de
s'accumuler au fond de la cavité, ce qui peut conduire
à des dommages thermiques par conduction.15-16
Les effets d'une puissance incidente excessive,
l'accumulation de produits d'ablation, qui causent des
dommages thermiques à la cible et aux tissus envi-
Fig. 5 Fig. 6
Fig. 4
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 7 Fig. 8

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ronnants et l'enlèvement de ces produits au moyen
d'un jet d'eau coaxial ont été discutés dans la littéra-
ture.17-21 L'affinité des longueurs d'onde laser dans
l'infrarouge moyen avec l'eau contenue dans les tis-
sus permet l'ablation sélective, dans laquelle une plus
grande absorption a lieu dans le tissu déminéralisé,
qui est plus riche en matières organiques et a un pour-
centage plus élevé d'eau. Cette absorption offre une
certaine protection aux tissus sous-jacents, tout en
réduisant le taux de pénétration du faisceau. Pour évi-
ter l'accumulation, les produits d'ablation doivent
être enlevés au moyen d'un jet d'eau coaxial. Si un jet
d'eau n'est pas utilisé, la lumière laser est ensuite ab-
sorbée par le minéral et les cristaux d'hydroxyapatite
eux-mêmes peuvent être chauffés au-dessus de leur
point de fusion.
En conséquence, il se produit soit une certaine per-
turbation de la structure cristalline avec resolidifica-
tion ultérieure sous une forme différente, soit une
ablation directe du minéral, mais il y a aussi le trans-
fert de chaleur par conduction à l'eau libre intersti-
tielle. Des fluences relativement élevées sont néces-
saires à ces longueurs d'onde pour que ce transfert de
chaleur se produise. Une surface de microcavités, qui
peuvent améliorer la rétention de la résine composite,
peut être réalisée en utilisant les lasers Er,Cr:YSGG ou
Er:YAG pour irradier l'émail et la dentine, mais la pul-
vérisation d'eau doit être effectuée. Inversement, l'ab-
sence d'un jet d'eau peut conduire à des fissures dans
l'émail ou la fonte de la dentine, provoquant des
prismes d'émail non soutenus et des surfaces planes
de dentine d'adhésion avec tubuli fermés. Les effets
négatifs pourraient conduire à des fuites marginales
et à la non-adhésion du matériau composite.
_Exceptions à l'usage du spray
Il y a deux situations cliniques qui peuvent être traitées
avec des lasers sans l'utilisation simultanée d'un jet
d'eau coaxial : la technique de désensibilisation et le
coiffage de la pulpe. La technique de désensibilisation
doit être faite sans eau et sans la pointe du laser en
contact direct avec la dent. En outre, le laser doit être
utilisé pour une courte période seulement et avec une
faible puissance (quelques pulsations par seconde, un
très long temps de relâchement, quelques mJ). Pour le
coiffage de la pulpe, la technique doit être effectuée
sans l'eau mais avec un refroidissement par air et la
pointe doit toucher la surface pendant seulement
quelques secondes.
_Considérations sur les marges de la cavité
Une succession d'études a identifié la fragilité de
l'émail irradié par laser, par rapport à la stabilité de la
marge après restauration. Des études ont proposé
une approche combinée d'irradiation au laser et de
mordançage, afin de surmonter ces problèmes po-
tentiels. Il peut être nécessaire d'enlever grossière-
ment un surplomb d'émail non soutenu avec une
fraise, un scalpel ou un appareil à ultrasons, soit pour
accélérer la préparation de cavité ou fournir des
marges stables après la restauration.22-27
_Considérations sur le mordançage
L'irradiation par laser Er:YAG produit une surface
visuellement similaire à un mordançage, mais sans
smear layer. Alors que la surface produite par le laser
Er:YAG est similaire à l'émail mordancé, il nécessite
encore du mordançage à l'acide pour obtenir une ad-
hérence équivalente. Un mordançage à l'acide pour la
modification de la surface d'émail et de la dentine doit
être effectué à chaque fois avant l'application du col-
lage. L'irradiation laser de l'émail n'est pas une alter-
native valable au mordançage de prétraitement pour
la résine de matériaux composites d'adhérence. En
conséquence, l'irradiation seule par les lasers
Er,Cr:YSGG et Er:YAG, ne peut pas être recommandée
comme une alternative viable à l'attaque acide.28, 29
_Prévention de la déshydratation
Avant l'application du collage, la surface de la den-
tine ne doit pas être déshydratée : l'utilisation de la-
sers sans brouillard d'eau avant des restaurations en
composite n'est plus recommandée. L'ablation laser
ne produit pas de smear layer, ce qui nuirait à l'adhé-
sion des surfaces irradiées par laser. Néanmoins, une
ablation sélective des tissus organiques se produit
quand ces lasers sont utilisés. Par conséquent, il y a
moins de collagène pouvant être exposé ou hybridé
après conditionnement par laser de la dentine, indi-
quant que le mordançage et le rinçage après le traite-
ment au laser est conseillé.30, 31
_Choix du matériau composite
Le choix des matériaux composites doit être fait
sur la base de la profondeur et de la largeur des cra-
tères de dentine. L'irradiation de l'émail et de la den-
tine par les lasers Er,Cr:YSGG ou Er:YAG provoque une
surface super-rugueuse de micro-cavités qui peut
prédisposer à la rétention idéale de la résine compo-
site, mais il est nécessaire de rappeler cette différence
entre laser et fraise dans le choix des matériaux. L'uti-
lisation de composites nano ou micro-chargés est
fondamentale pour restaurer correctement les cavi-
tés par ablation laser. Autant que possible, il est
conseillé d'utiliser d'abord une couche de composite
fluide. Le joint au bord de l'émail des cavités traitées
par laser dépend de l'élaboration de la résine compo-
site de l'adhésif correspondant.32, 33

_Considérations d'isolation et de sécurité
Une technique d'isolation par digue doit être utili-
sée dans toute procédure pour maintenir la déconta-
mination fournie par le laser. Les mesures de sécurité
devraient inclure l'utilisation de lunettes de protec-
tion spécifiques pour le médecin, l'assistante et le pa-
tient, l'utilisation des masques appropriés pour éviter
l'aspiration du brouillard, une aspiration à haute vi-
tesse du brouillard et des débris. En outre, le dentiste
doit utiliser des instruments non réfléchissants.
L'agrandissement est recommandé pour permettre
au dentiste de mieux contrôler son travail.
_Résumé
Le laser Er,Cr:YSGG a un noyau actif d'yttrium-
scandium-gallium-grenat dopé avec des ions erbium
et de chrome et émet une énergie laser pulsée à une
longueur d'onde de 2780 nm. Le laser Er:YAG a un
noyau actif d'yttrium-aluminium-grenat dopé avec
des ions erbium et émet une énergie laser pulsée à une
longueur d'onde de 2940 nm. Ces longueurs d'ondes
ont une forte absorption dans l'eau, ce qui rend leur
application appropriée lors de l'ablation des tissus
mous buccaux aussi bien que des tissus durs den-
taires. Les avantages de l'utilisation de ces longueurs
d'onde laser en dentisterie restauratrice compren-
nent la précision, l'ablation sélective des tissus durs
ciblés et des lésions carieuses, une réduction des dom-
mages collatéraux qui pourraient être causés par une
instrumentation rotative (dommages tactiles et ther-
miques), moins de conduction thermique excitant la
pulpe, pas de vibrations, et ainsi de suite. Cependant,
il est essentiel d'appliquer les connaissances et les pa-
ramètres du laser choisi et ses modes d'application,
ainsi que de suivre les aspects cliniques et les règles
pour obtenir les meilleurs résultats. L'utilisation si-
multanée de ces lasers et d’un jet d'eau coaxial est
toujours conseillée, à deux exceptions cliniques près :
la technique de désensibilisation et le coiffage de la
pulpe. Les autres points principaux à considérer sont
les bords de la cavité qui ont besoin d'être finis, l'uti-
lisation de l'acide après un traitement au laser, ce qui
permet une meilleure adhérence, et le choix des ma-
tériaux composites qui doit se faire en fonction des
surfaces produites par le traitement au laser. Des me-
sures spécifiques de sécurité sont nécessaires lors de
l'utilisation de ces appareils._
_Références
1. Keller U, Hibst R. Ablative effect of an Er:YAG laser on enamel and
dentin. Dtsch Zahnarztl Z.1989 Aug;44(8):600–2.
2. Pelagalli J, Gimbel CB, Hansen RT, Swett A, Winn DW. 2 nd Inves-
tigational study of the use of Er:YAG laser versus dental drill for
caries removal and cavity preparation—phase I. J Clin Laser Med
Surg. 1997;15(3):109–15.
Note de la rédaction: la liste complète des références
peut être demandée à l'auteur.
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Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13
Fig. 14 Fig. 15 Fig. 16
Prof Dr Giuseppe Iaria
Université de Gênes, Italie
Via S. Eustache, 19
25128 Brescia, Italie
E-mail: [email protected]
_contact laser